GB∕T 38619-2020 工业物联网 数据采集结构化描述规范

书 书 书犐 犆犛 犔 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?犌犅犜 ?犐 狀 犱 狌 狊 狋 狉 犻 犪 犾犻 狀 狋 犲 狉 狀 犲 狋狅 犳狋 犺 犻 狀 犵 狊犛 狆 犲 犮 犻 犳 犻 犮 犪 狋 犻 狅 狀狅 犳狊 狋 狉 狌 犮 狋 狌 狉 犲 犱犱 犲 狊 犮 狉 犻 狆 狋 犻 狅 狀犳 狅 狉犱 犪 狋 犪犪 犮 狇 狌 犻 狊 犻 狋 犻 狅 狀 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?书 书 书目次前言范围规范性引用文件缩略语概述 工业物联网系统架构 工业物联网数据采集 数据采集描述数据源识别数据构成数据关联关系数据展示数据操作 附录（规范性附录）描述属性元素 犌犅犜 前言本标准按照 给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由全国信息技术标准化技术委员会（ ）提出并归口。本标准起草单位：无锡物联网产业研究院、中国电子技术标准化研究院、安徽德诺科技股份公司、同济大学、上海汇环信息科技有限公司、江苏理工学院、富泰华工业（深圳）有限公司、常州信息职业技术学院、北京电信规划设计院有限公司、青海时代新能源科技有限公司、深圳市标准技术研究院、中国计量大学、重庆邮电大学、上海集成通信设备有限公司、宜科（天津）电子有限公司，深圳赛西信息技术有限公司，西安开元电子实业有限公司。本标准主要起草人：李建慧、陈德基、吴昊、吴亮、徐春丽、李孟良、陶为戈、王永星、肖淑艳、张学琴、陆海空、李家京、石欣欣、米伟、张旭杰、洪涛、张晖、杨宏、徐冬梅、吴明娟、陈书义、王公儒、邓钦元、熊飞、付根利、柏文彦、顾强、邢涛、张鑫、王孝强、余晖、于琴。犌犅犜 工业物联网数据采集结构化描述规范范围本标准规定了工业物联网数据采集中的数据源识别、数据构成、数据关联关系、数据展示以及数据操作的描述方法。本标准适用于工业物联网系统数据采集模块的设计和开发。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 国民经济行业分类 数据元和交换格式信息交换日期和时间表示法缩略语下列缩略语适用于本文件。二进制大对象（ ）客户资源管理（ ）分布式控制系统（ ）企业资源计划（ ）现场总线控制系统（ ）文件传输协议（ ）超文本传输协议（ ） 身份标识号（ ）信息技术（ ） 数据库连接（ ） 脚本对象简谱（ ）制造执行系统（ ） 巨大数据库（ ）消息队列遥感传输（ ）用于过程控制的对象连接与嵌入技术（ ）统一架构（ ）运行技术（ ）可编程逻辑控制器（ ）数据采集与监视控制（ ）结构化查询语言（ ）犌犅犜 概述 工业物联网系统架构工业物联网是物联网在工业领域中的应用，其通过工业资源的网络互连、数据互通和系统互操作，实现制造原料的灵活配置、制造过程的按需执行、制造工艺的合理优化和制造环境的快速适应，达到资源的高效利用，从而构建服务驱动型的新工业生态体系，具有智能感知、泛在互联、精准控制、数字建模、实时分析、迭代优化等特征。工业物联网数据采集是从工业物联网系统数据源，即产生数据的组件或子系统，获取数据并提供给相关组件或子系统使用的过程。工业物联网系统架构主要分为层，包括工厂网络、工厂内网络和工厂外网络，如图所示。图工业物联网系统架构框图工厂网络是通过采用现场总线、工业以太网等技术连接现场传感器、控制器（如、等） 、监控设备等组件；工厂内网络主要由工厂内系统构成，通过工业物联网网关和工厂级网关等实现与工厂网络及工厂外互联网的安全隔离；工厂外网络由工厂外互联网、移动通信网、专网等构成，通过 网络连接。 工业物联网数据采集工业物联网数据采集主要分为两类，如图所示。第一类是指产生工厂内部网络时序数据的数据源，由工业现场感知控制设备（如传感器、仪器仪表、等）组成，从工业生产资源（如原料、生产装备、环境等）中实时采集设备运行参数、工况状态参数、运行环境参数等数据，这些数据通过现场总线或工业以太网传输至工业网关，再通过、等协议实现与实时数据库的通信的过程；第二类是指产生工厂内网络以及工厂外犌犅犜 网络与企业生产经营相关的业务管理数据的数据源，主要由企业信息系统（如、工业云平台等）组成，其产生的大量网页、文档或视频等数据通过、 等协议进行抽取，再通过、等协议将抽取转换后的数据存储到、等数据库中的过程。图工业物联网系统数据采集框图 数据采集描述针对以上工业物联网系统数据采集过程，对其数据源及其数据的描述可分为两层，一是对采集数据源及其数据的静态描述，包括数据源识别描述和数据构成描述；二是对采集过程中数据使用者和数据源之间交互的动态描述，包括数据操作，如图所示，分述如下：）数据源识别描述：对数据源的基本属性的描述，如数据源名称、 等。）数据基本描述：对数据源中数据基本构成的描述，包括：）数据构成：对数据源中数据组和数据的基础属性进行描述；）数据关联关系：对数据组之间的数据或数据组内部数据关联关系进行描述；）数据展示：对采集数据通过交互界面、表格、图等形式进行展示，该功能为可选，在图中用虚线表示。）数据操作描述：对数据采集过程中相关数据进行操作的描述，包括对数据及数据组进行读、写以及对数据源的重置、自检、诊断等操作。第章第章将对以上采集过程分层进行，包括数据源识别、数据构成、数据关联关系、数据展示、数据操作等。图数据采集结构化描述架构框图犌犅犜 数据源识别数据源识别描述是对数据源基本属性的描述，如表所示。表数据源识别描述属性名称数据类型表示属性描述 数据源的唯一标识，可采用以下方式对数据源 进行命名：产业类型 产业领域 公司名称 数据来源。产业类型和产业领域见 ，数据来源可参照数据源的类型进行自定义 数据源的名称 数据源描述 数据源的类型，工业物联网中各种产生数据的组件或子系统，如传感器、执行器、系统、系统、供应链系统 数据源的提供方自定义 自定义的数据源属性表中属性名称、数据类型表示、属性描述等用于描述的属性元素说明详见附录。以下用 格式给出数据源描述的示例。示例：数据源描述 ： ：数据源， ：本数据源提供了公司的相关数据， ： ， ： ， ：公司， ： 以上示例中 系统版本号为自定义的数据源属性。数据构成一个数据源中可包含若干个数据组，一个数据组中可包含若干个数据，一个数据中包含若干个数据属性。数据组和数据的具体属性描述如下：）数据组数据组是逻辑上实现某种功能的数据集合，其属性的数据类型表示和描述如表所示。犌犅犜 表数据组描述属性名称数据类型表示属性描述 数据组 ，在同一数据源中唯一 数据组名称 数据组描述，可采用以下方式对数据组进行描述： （产品项目部门）（工艺流程名工艺流程号设备名设备号） 位置 自定义描述 数据组所属的数据源的 数据组的默认访问属性，：只读，：只写，：读写自定义 自定义的数据组属性表中属性名称、数据类型表示、属性描述等用于描述的属性元素说明详见附录。以下用 格式给出数据组描述的示例。示例：工业风机在线实时监控 ： ： ， ： ， ： ， ： ， ：， ： 以上示例中 在线风机个数为自定义的数据组属性。）数据数据描述如表所示。表数据描述属性名称数据类型表示属性描述 数据 数据名称 数据描述 数据所属的数据组 ， ， ， ， 数据类型 数据计量单位 数据的字节长度 数据值的上限 数据值的下限 数据的中心值犌犅犜 表（续）属性名称数据类型表示属性描述 采集数据缺失标识 数据超限标识 数据的默认访问属性，：只读，：只写，：读写 数据的产生时间自定义 自定义的数据属性表中属性名称、数据类型、属性描述等用于描述的属性元素说明详见附录。以下用 格式给出数据描述的示例。示例：工业风机在线实时监控 ： ：湿度， ： ： ， ： ， ： ， ： ， ： ， ： ， ： ， ： ， ： ， ：产线湿度， ：， ： ， ：采集周期为次 分钟，以上示例中 采集周期为自定义的数据属性。数据关联关系数据关联关系是数据组之间或数据组内部数据之间具有的相关关系，可包含：）联合：一组数据作为整体，一旦该组数据中的任意一个数据被修改，联合内的所有其他数据都需要被刷新。数据联合关系的描述如表所示。犌犅犜 表数据联合关系描述属性名称数据类型表示属性描述 存在关联关系的数据的 的集合 数据的关联关系名称自定义 自定义的数据关联关系属性表中属性名称、数据类型表示、属性描述等用于描述的属性元素说明详见附录。以下用 格式给出数据关联关系描述的示例。示例：工业电度表的数据采集（联合关系） ： ： ， ： ： ， ： ， ： ， ： 以上示例中 联合码 为自定义的数据联合关系属性。）条件：一组数据的有效性受另外一组数据影响。数据条件关系的描述如表所示。表数据条件关系描述属性名称数据类型表示属性描述 存在关联关系的数据的 的集合 数据的关联关系名称 条件关联关系定义 受条件关系影响的数据的 的集合自定义 自定义的数据关联关系属性表中属性名称、数据类型表示、属性描述等用于描述的属性元素说明详见附录。以下用 格式给出数据条件关系描述的示例。示例：阀门打开后流量的数据采集（条件关系） ： ， ：犌犅犜 ： ， ： ， ： ， ： ， ： ， ： 以上示例中 条件关联 为自定义的数据关联关系属性。）计算：数学运算关系。数据计算关系的描述如表所示。表数据计算关系描述属性名称数据类型表示属性描述 存在关联关系的数据的 的集合 数据的关联关系名称 计算关联关系定义 ， ，计算关系的返回类型自定义 自定义的数据关联关系属性表中属性名称、数据类型表示、属性描述等用于描述的属性元素说明详见附录。以下用 格式给出数据计算关系描述的示例。示例：根据三相电压值计算不平衡电压（计算关系） ： ： ， ： ： ， ： ， ： ， ： ， ： （ （ （ （ ） （ ） ） ） ） （ （ （ ） （ ） ） ） ） ）， ： ， ： 以上示例中 为自定义的数据计算关系属性，表示及计算输入参数的正确性以及计算是否成功等应答信息。数据展示工业物联网采集的数据可通过交互界面、表格和图向数据使用者进行展示，其属性描述如下：犌犅犜 ）交互界面展示交互界面展示描述如表所示。表交互界面展示描述属性名称数据类型表示属性描述 界面的布局样式 界面描述 界面的宽度 界面的高度 界面的背景 界面中对象的个数 对象的名字 对象的 对象的宽度 对象的高度 对象引用的数据 对象在窗体上的坐标，单位像素 目标操作引发的事件 事件函数的参数个数 事件函数的参数名称 ， ， ， ， ， 事件函数的参数数据类型 ， ， ， ， ， 事件函数的返回数据类型自定义 自定义的交互界面展示属性表中属性名称、数据类型表示、属性描述等用于描述的属性元素说明详见附录。以下用 格式给出数据交互界面展示描述的示例。示例：工业风机功率数据展示 ： ：数据展示， ： ， ： ， ： ， ： ， ： ： ， ： ， ： ，犌犅犜 ： ， ： ， ： ： ， ： ， ： ：电机电压： ， ： ：电机电流： ， ： ：电机用电量： ， ： ： ， ： ， ： ， ：计算， ： ， ： ， ： ： ， ： ， ： ： ， ： ， ： ， ： 以上示例中 分辨率为自定义的交互界面展示属性。）表格展示数据表格展示描述如表所示。 犌犅犜 表数据表格展示描述属性名称数据类型表示属性描述 表格标题 表格描述 表格行数 表格列数 表格列属性 ， ， ， ， ， ， ， 表格项 表格展示的方向，：横向，：纵向自定义 自定义的数据表格展示属性表中属性名称、数据类型表示、属性描述等用于描述的属性元素说明详见附录。以下用 格式给出数据表格展示描述的示例。示例：风机监控数据 ： ：风机实时监控数据，： ， ： ， ： ：风机名称， ：电压， ：电流， ：颗粒物浓度， ：时间 ， ： ： 号风机， ： ， ： ， ： ， ： ， ： ： 号风机， ： ， ： ， ： ， 犌犅犜 ： ， ： ： 号风机， ： ， ： ， ： ， ： ， ： ： 号风机， ： ， ： ， ： ， ： ， ：风机监控数据， ： ： 以上示例中 底纹颜色为自定义的数据表格展示属性）图展示图展示描述如表所示。表图展示描述属性名称数据类型表示属性描述 图的名称 图的描述 图的类型，自定义枚举类型 ， ， ， ， ， ， 图的坐标值 坐标单位 ， ， ， ， ， ， ， 图的坐标值 坐标单位 ， ， ， ， ， ， ， 图的坐标值 坐标单位 犌犅犜 表（续）属性名称数据类型表示属性描述 网格线，取值为 、 或 图例 图中数据来源自定义 自定义的图展示属性表中属性名称、数据类型表示、属性描述等用于描述的属性元素说明详见附录。以下用 格式给出数据图展示描述的示例。示例：风机在一周内每天的用电量展示 ：风机在一周内每天的用电量， ： ， ： ：星期一， ：星期二， ：星期三， ：星期四， ：星期五， ：星期六， ：星期日 ， ：天， ： ： ， ： ， ： ， ： ， ： ， ： ， ： ， ： ， ：度， ： ， ：风机在第一周每天的用电量对比， ： ： ， ： ， ： ， 犌犅犜 ： ， ： ， ： ， ： ， ：折线图 ： 以上示例中 像素为自定义的图展示属性。数据操作数据操作是对数据采集过程中相关数据进行操作的描述，包括对数据及数据组进行读、写以及对数据源的重置、自检、诊断等操作，其描述如表 所示。表 数据操作描述属性名称数据类型表示属性描述 数据源或数据操作类型 数据源或数据操作描述 数据的操作时间 数据操作所在的数据源 数据源或数据操作的参数 返回数据 应答码，用来指示数据操作是否成功以及失败原因自定义 自定义的数据操作属性表 中属性名称、数据类型表示、属性描述等用于描述的属性元素说明详见附录。以下用 格式给出数据操作描述的示例。示例：读取数据 ： ： ， ：读取数据， ： ， ： ， ： ： ， ： ， ： 犌犅犜 ： ， ： ， ： ： 以上示例中 数据读取操作序列号是自定义的属性。示例：读取数据组 ： ： ， ：读取数据组， ： ， ： ， ： ： ， ： ， ： ： ， ： ， ： ， ： 以上示例中 数据组读取操作序列号是自定义的属性。示例：写数据 ： ： ， ：写数据， ： ， ： ， ： ： ， ： ： ， ： 犌犅犜 以上示例中 数据写入操作序列号是自定义的属性。示例：写数据组 ： ： ， ：写数据组， ： ， ： ， ： ： ， ： ， ： ， ： ， ： ， ： 以上示例中 数据组写入操作序列号是自定义的属性。示例：数据源重置 ： ： ， ： ， ： ， ：数据源重置， ： ， ： 以上示例中 数据源重置缓发时间是自定义的属性。示例：数据源诊断 ： ： ， ：数据源诊断， ： ， ： ， ： ： ， 犌犅犜 ： ： ， ： 以上示例中 数据源诊断错误码是自定义的属性。示例：数据源自检 ： ： ， ：数据源自检， ： ， ： ， ： ： ， ： ： ， ： 以上示例中 数据源自检类型是自定义的属性。 犌犅犜 附录犃（规范性附录）描述属性元素属性元素是用于描述工业物联网数据源中数据的基本单元，包括属性名称、数据类型、属性描述等要素，如表 所示，其中通用的数据类型及格式如表 所示，本标准中自定义的数据类型及格式如表 所示，枚举类型及格式如表 所示。表犃 属性元素构成序号描述属性定义及说明属性名称属性元素的中文名称数据类型对属性元素的有效值域和允许对该值域内的值进行有效操作的规定。数据类型及格式的表示见表 属性描述属性元素含义的解释表犃 通用数据类型及格式数据类型数据类型表示数据格式取值范围字符型 可容纳单个字符的数据类型，单个字符可以是数字也可以是字母字符串型 用于表示不定长度的字符串数据内容可包括字母字符、数字字符或汉字等在内的任意字符整数型 后加正整数表示定长格式；后加“ ”表示从最小到最大